流体（化工）实例分析求助

虓猇

有如下P&ID，柱塞泵除了作为小循环的动力源以外还有均质的功能，保证入口A点的流体（上游添加了混合物）通过泵后均匀分布然后从E点流出。由于系统上下游其他原因需要保持这个过程中旁通阀打开以维持平衡,现稳定时的平均流量分布如图示。流体物性可以按20摄氏度的水来考虑。按平均流量计算雷诺数，A,B,D,E都已经是完全湍流，C处于层流或低雷诺数的过渡流。
实物几何尺寸如下图：


问题：
是否会出现以下的漩涡导致部分上游未处理产品混入下游（黄色问号处）？
如何计算防止出现该现象的安全长度？这个安全长度是100%防止该现象还是概率上小于一个数值？有相关的经验算法（经验数值）或是只能做CFD了？


我的想法：
D点平均流速在1.26m/s，E点平均流速1.17m/s。如果D处的流体分离部分进入C处截面，流体团的速度并不会突变，而是会受到压力引导沿迹线拐弯并‘撞向’壁面，如果保持或略低于1.26m/s的速度过去，只要1/10不到的截面积即可达到平均流量1000L/h，那么C处剩余截面积的流动情况就很让人担心了，很有可能是会有问号处的反向流出现，但是我不清楚这个反向流究竟能流动到什么位置，并且这个流量究竟有多大。

另外阀芯阀体的几何尺寸突变导致局部流动不稳定也进一步增加混乱度导致这种可能性，但我同样没法估算。
补充1：
抱歉，忘记说明一下，这个是个开关阀，不是调节阀，这时候是全开状态，阀芯大约在正中间位置。
补充2：
忘记说明控制模式了，上游(A)恒流控制，下游(E)恒压控制，小循环恒流控制（容积泵定频）

请各位大侠有思路或想法都能指点一下

虓猇

2266998 发表于 2019-6-9 20:05
你这就是最简单的单短路模型，那个阀是受控的，三通合流，这种阀，有很多类型，先找阀口类型，没有这个，后 ...

8爷，抱歉，我刚刚忘记说明这个阀是开关阀了，全开状态

ngsxngtd

看你这三通的结构，镜面背景的小树林和橙黄色的车，小流量，均质，像是Inventor画的卫生级管道系统。

没本事算那CFD，按理解说两句。
有一点疑问：假如忽略BC和CD段的沿程阻力，其实泵旁路的压力耗损要与泵扬程相互平衡。
所以阀门选择很关键，你查一下阀门样本，看支路满足对应流量与压力损失下的开度，阀芯位置。
然后就是计算阀芯通道处的压力，看有没有逸流的可能。
没有输入功，低压处往高压流动，我是想不明白怎么会发生，热力学说不通。

你这三通阀，估计也不便宜。
换我做这东西，既然要混合，泵前又要稳流，肯定上缓冲；
泵后流量要平衡，旁路加手动调节阀；
泵要检修维护，进出口装开关阀；
仪表肯定是不能少的。

2266998

你这就是最简单的单短路模型，那个阀是受控的，三通合流，这种阀，有很多类型，先找阀口类型，没有这个，后面不能谈，

再就是建立三口的阻力模型，可以按稳定阻力模型考虑，有了阻力，建立流动方程式，得到调节曲线，再计算CV值，就得到当前开度，流动状态，是否有逆流与阻塞，都要计算，

你会算这个，就可以一个玩双短路，三短路计算，

虓猇

ngsxngtd 发表于 2019-6-9 19:45
看你这三通的结构，镜面背景的小树林和橙黄色的车，小流量，均质，像是Inventor画的卫生级管道系统。

没本 ...

大侠眼力不错。
但是我忘记说了这个阀是个开关阀，可能误导你了，如果是节流阀就不太可能出现我说的情况了

怪力少女

回看2019.12.14